螺旋天线轴向长度对螺旋波传播、吸收的影响  被引量:2

Helicon Waves Propagation and Absorption:Effect of Axial Length of Helical Antenna

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作  者:杜丹[1] 李帅 阳璞琼[2] 冯军 向东[4] 龚学余[4] DU Dan;LI Shuai;YANG Puqiong;FENG Jun;XIANG Dong;GONG Xueyu(Department of Mathematics and Physics,University of South China,Hengyang,Hunan 421001,China;Department of Electrical Engineering,University of South China,Hengyang,Hunan 421001,China;Department of Mechanical Engineering,University of South China,Hengyang,Hunan 421001,China;Department of Nuclear Science and Technology,University of South China,Hengyang,Hunan 421001,China)

机构地区:[1]南华大学数理学院,湖南衡阳421001 [2]南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001 [3]南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001 [4]南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001

出  处:《计算物理》2021年第6期713-721,共9页Chinese Journal of Computational Physics

基  金:国家自然科学基金(11205086,11675073);湖南省自然科学基金(2020JJ4515);湖南省教育厅重点项目(20A432);湖南省核聚变国际科技创新合作基地(2018WK4009);衡阳市重点实验室项目(2018KJ108);南华大学核燃料循环技术与装备湖南省协同创新中心开放基金项目(2019KFY23,2019KFZ10)资助。

摘  要:采用有限元法数值求解Maxwell方程组,分析H-1仿星器实验参数下螺旋天线的轴向长度对螺旋波传播、吸收的影响。计算结果表明:随着螺旋天线轴向长度的增加,天线总辐射能量和辐射电阻逐渐增大;在H-1等离子体中螺旋天线主要激发m=±1模式波,其中m=-1模式波一般在等离子体边界传播;全波螺旋激发的波能量主要沉积在等离子体边界,导致等离子体径向能量较强的非均匀吸收,加热效果不理想;半波螺旋天线激发的波可深入主等离子体区域传播,等离子体径向能量吸收相对均匀,加热效果好。Helicon waves propagation and absorption of helical antenna is studied by solving Maxwell equations with finite element method and experimental parameters of H-1 stellarator.As axial length of helical antenna increases,total radiation resistance and radiation energy of the antenna increase as well.In H-1 plasma,helical antenna mainly excites m=±1 waves,and the m=-1 waves spread generally at the plasma boundary.Energy of the excited modes of full-wavelength helical antenna is mainly deposited at plasma boundary,which causes inhomogeneous radial energy absorption and heating.Excited waves of half-wavelength helical antenna penetrate deeply into the bulk plasma,which leads to relatively uniform radial energy absorption and heating.

关 键 词:螺旋波 H-1仿星器 螺旋天线 有限元 

分 类 号:O532[理学—等离子体物理]

 

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